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微机械陀螺DRIE刻蚀过程中的局域掩膜效应 被引量:2
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作者 冷悦 焦继伟 +3 位作者 张颖 顾佳烨 颜培力 宓斌玮 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1070-1074,共5页
在微机电系统(MEMS)制造中,深反应离子刻蚀(DRIE)过程的精度是影响器件特性的重要因素之一。本文设计了一种完全对称弹性梁结构的模态匹配式陀螺的原型器件,以此为对象研究了局域掩膜图形对于DRIE刻蚀过程的影响。器件的测试结果表明驱... 在微机电系统(MEMS)制造中,深反应离子刻蚀(DRIE)过程的精度是影响器件特性的重要因素之一。本文设计了一种完全对称弹性梁结构的模态匹配式陀螺的原型器件,以此为对象研究了局域掩膜图形对于DRIE刻蚀过程的影响。器件的测试结果表明驱动和检测模态有明显的失配,该失配的发生原因除了气体阻尼,更主要来源于驱动和检测结构弹性梁尺寸的工艺偏差。在分析了实验过程及结果的基础上可以认为,除了典型的DRIE滞后效应等因素外,器件结构的局域掩膜效应加剧了工艺偏差:对称弹性梁结构周边的非对称掩膜图形导致了刻蚀气体分布的局部不均匀,增加了DRIE刻蚀的侧蚀偏差。 展开更多
关键词 MEMS陀螺 深反应离子刻蚀 非对称结构 局域掩膜效应 模态失配
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用于E型薄膜制备的双掩膜工艺研究 被引量:2
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作者 郝一鸣 雷程 +4 位作者 王涛龙 余建刚 冀鹏飞 闫施锦 梁庭 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第4期505-510,共6页
在高温压力传感器中,与C型膜片相比,E型膜片的稳定性强,非线性误差小,相同挠度下灵敏度高。在微机电系统(MEMS)工艺流程中薄膜制备较重要,其形貌结构对传感器的性能影响较大。但E型薄膜的制备过程较难,为制备出形貌良好的E型(硅岛)薄膜... 在高温压力传感器中,与C型膜片相比,E型膜片的稳定性强,非线性误差小,相同挠度下灵敏度高。在微机电系统(MEMS)工艺流程中薄膜制备较重要,其形貌结构对传感器的性能影响较大。但E型薄膜的制备过程较难,为制备出形貌良好的E型(硅岛)薄膜,采用深反应离子刻蚀机,以SF_(6)为主要刻蚀气体,通过改变掩模材料对制备工艺进行优化改进,使用共聚焦显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对刻蚀后的形貌进行表征。实验表明,通过使用ROL-7133负胶和SiO_(2)双掩膜,前烘90 s,中烘120 s,显影50 s,得到了硅岛高度为50μm、背腔深度为450μm的E型薄膜,垂直度较高且整体形貌较好,符合传感器制作要求。 展开更多
关键词 双掩膜 E型薄膜 深反应离子刻蚀 刻蚀比 刻蚀形貌
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太赫兹真空器件中超深金属慢波结构的微加工技术
3
作者 姜琪 李兴辉 +2 位作者 冯进军 蔡军 潘攀 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期759-767,共9页
太赫兹真空电子器件物理结构尺寸变化随着波长的减小而减小,对微小结构的尺寸精度与表面粗糙度要求也大大增加。随着器件频率进入到太赫兹频段,慢波结构的深度达到几十微米或者百微米量级,加工的难点主要有:材料为金属,结构超深,表面粗... 太赫兹真空电子器件物理结构尺寸变化随着波长的减小而减小,对微小结构的尺寸精度与表面粗糙度要求也大大增加。随着器件频率进入到太赫兹频段,慢波结构的深度达到几十微米或者百微米量级,加工的难点主要有:材料为金属,结构超深,表面粗糙度要求达到几十纳米量级,微电铸后金属含氧量极小,结构密度大不漏气,经得起后续近千摄氏度的高温处理工艺等。文章介绍了太赫兹频段下器件慢波结构的加工方式,着重讨论利用深反应离子刻蚀(DRIE)技术和紫外−光刻、电铸(UV-LIGA)技术加工超深金属慢波结构的技术和和特点,并介绍了本实验室利用UV-LIGA加工折叠波导的研究进展。 展开更多
关键词 太赫兹真空电子器件 微机电系统 深反应离子刻蚀 紫外−光刻、电铸 慢波结构
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一种电容式微机械加速度计的设计 被引量:10
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作者 郑旭东 曹学成 +3 位作者 郑阳明 罗斯建 王跃林 金仲和 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期226-229,共4页
介绍了一种新型基于滑膜阻尼的电容式微机械加速度计。该加速度计根据差分电容极板间正对面积的改变来检测加速度大小,保证了输出电压与加速度之间的线性度。对加速度计进行了结构设计和分析。给出了加速度计的制作工艺流程,研究了解决... 介绍了一种新型基于滑膜阻尼的电容式微机械加速度计。该加速度计根据差分电容极板间正对面积的改变来检测加速度大小,保证了输出电压与加速度之间的线性度。对加速度计进行了结构设计和分析。给出了加速度计的制作工艺流程,研究了解决深反应离子刻蚀过程中的过刻蚀现象的方法。初步测试结果表明,该加速度计的灵敏度比较理想,谐振频率与理论计算相吻合。 展开更多
关键词 电容式加速度计 微机电系统 深反应离子刻蚀 滑膜阻尼
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基于体硅工艺的定位平台制作工艺分析 被引量:6
5
作者 王家畴 荣伟彬 +1 位作者 李昕欣 孙立宁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期636-641,共6页
针对纳米定位平台的构型和定位精度问题,采用体硅加工技术成功地研制了一种基于单晶硅并带有位移检测功能的新型二自由度纳米级定位平台。介绍了定位平台的相关制作工艺,并对关键工艺进行了分析,总结了导致器件失效的主要原因,探讨了减... 针对纳米定位平台的构型和定位精度问题,采用体硅加工技术成功地研制了一种基于单晶硅并带有位移检测功能的新型二自由度纳米级定位平台。介绍了定位平台的相关制作工艺,并对关键工艺进行了分析,总结了导致器件失效的主要原因,探讨了减少失效的方法。同时,提出了一种可行的面内侧面压阻加工方法。通过对深度反应离子刻蚀(DRIE)工艺参数的调整,成功地刻蚀出大尺寸、大深宽比的结构释放窗口,释放了最小线宽为2.5μm,厚度为50μm的梳齿结构。 展开更多
关键词 体硅工艺 深度反应离子刻蚀 背片技术 面内侧面压阻 纳米级定位平台
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单晶硅振动环陀螺仪的制作 被引量:5
6
作者 张明 陈德勇 王军波 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2454-2460,共7页
为了简化电容式振动环陀螺仪的制作方法,进一步提高成品率,提出了一种结合反应离子深刻蚀(DRIE)与阳极键合的陀螺仪制备方法。分析了振动环陀螺的工作原理,指出了传统工艺存在的缺陷;对该制作方法所采用的工艺流程进行了详细设计,分析... 为了简化电容式振动环陀螺仪的制作方法,进一步提高成品率,提出了一种结合反应离子深刻蚀(DRIE)与阳极键合的陀螺仪制备方法。分析了振动环陀螺的工作原理,指出了传统工艺存在的缺陷;对该制作方法所采用的工艺流程进行了详细设计,分析了不同工艺参数对陀螺仪性能的影响,并依据分析和实验结果改进了工艺流程和参数。最后,采用该方法制作了振动环式微机械陀螺仪并进行了测试。实验结果表明,采用该方法能成功制作电容间隙为3μm、厚度为80μm的振动环式陀螺仪微结构。与传统的制作方法相比,工艺流程大为简化,掩模板数量从7块减少到2块,满足器件性能可靠、工艺简单、成品率高的要求。 展开更多
关键词 微机械加工工艺 深刻蚀 阳极键合 振动环陀螺
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用于MEMS器件制造的深反应离子刻蚀设备 被引量:3
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作者 陈特超 禹庆荣 +3 位作者 龚杰洪 张冬艳 伍波 李键志 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05A期1415-1418,共4页
深反应离子刻蚀(DRIE)设备,主要应用于MEMS器件制造中Si材料的深槽刻蚀[1].介绍了一种用于硅材料的高深宽比反应离子刻蚀设备,采用ICP技术,刻蚀深宽比≥25∶1.着重阐述了该设备的结构组成、设计方法及控制方法.
关键词 微电子机械系统 深反应离子 刻蚀 控制 设备
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解耦z轴微机械陀螺的研制 被引量:4
8
作者 周浩 苏伟 +1 位作者 刘显学 唐海林 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2123-2130,共8页
提出了一种检测模态解耦的z轴微机械陀螺,其检测模态被约束为1自由度振动,可抑制驱动模态的影响,降低不期望的检测模态偏置,并使用双质量结构在降低模态耦合的同时获得了较好的模态频率匹配。为满足驱动和检测模态自由度约束要求,使用了... 提出了一种检测模态解耦的z轴微机械陀螺,其检测模态被约束为1自由度振动,可抑制驱动模态的影响,降低不期望的检测模态偏置,并使用双质量结构在降低模态耦合的同时获得了较好的模态频率匹配。为满足驱动和检测模态自由度约束要求,使用了U形支撑梁。采用反应离子深刻蚀工艺制作了高深宽比结构层,获得了较大的验证质量,抑制了器件的机械热噪声,提高了陀螺分辨率。加工的陀螺面积为2 100μm×2 100μm,厚度为60μm。采用真空封装,获得了较高的机械品质因子。测试结果表明,驱动和检测模态的品质因子分别为2 000和1 800,机械热噪声为3.76(°)/h.Hz21。在±200(°)/s的量程内,刻度因子为21mV/(°).s-1,非线性度为1.426%FS,1h内测得零偏稳定性为0.057 9(°)/s。 展开更多
关键词 微机械陀螺 机械解耦 反应离子深刻蚀
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国外高深宽比微细结构制造技术的发展 被引量:13
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作者 徐惠宇 朱荻 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第12期4-6,13,共4页
介绍了国外近年来高深宽比微细结构制造技术的最新发展,其中包括LIGA、准LIGA、深层反应离子刻蚀等主要高深宽比微细结构技术的具体研究现状和研究进展,还介绍了电化学沉积加工、质子束光刻、准LIGA与Si等离子刻蚀复合加工、局部电化学... 介绍了国外近年来高深宽比微细结构制造技术的最新发展,其中包括LIGA、准LIGA、深层反应离子刻蚀等主要高深宽比微细结构技术的具体研究现状和研究进展,还介绍了电化学沉积加工、质子束光刻、准LIGA与Si等离子刻蚀复合加工、局部电化学沉积、立体光固化微加工、微细电解加工等一些新发展的高深宽比微细结构技术。 展开更多
关键词 高深宽比 微细结构 光刻 电铸和模铸 准LIGA 深层反应离子刻蚀
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Notching效应在MEMS风速仪制造工艺中的应用 被引量:1
10
作者 常洪龙 周平伟 +3 位作者 谢建兵 杨勇 谢中建 袁广民 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期191-194,共4页
深反应离子刻蚀(DRIE)工艺在目前的硅微机械高深宽比结构加工中应用十分广泛。在SOI硅片DRIE刻蚀过程中,存在着一些被认为对刻蚀速率和结构轮廓不利的效应,如横向刻蚀(Notching)效应。通过在结构旁布置牺牲结构-硅岛,利用Notching效应... 深反应离子刻蚀(DRIE)工艺在目前的硅微机械高深宽比结构加工中应用十分广泛。在SOI硅片DRIE刻蚀过程中,存在着一些被认为对刻蚀速率和结构轮廓不利的效应,如横向刻蚀(Notching)效应。通过在结构旁布置牺牲结构-硅岛,利用Notching效应加工出以悬空硅作为敏感单元的风速仪,其响应时间常数和电阻温度系数TCR(Temperature Coefficient of Resistant)分别为1.08μs和4 738×10-6/℃。正如所描述的,对于特定的微机械应用,Notching效应可以转变为一种加工优势,提高了微加工过程中的变化性。 展开更多
关键词 MEMS风速仪 悬空硅 横向刻蚀效应 深反应离子刻蚀
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微型泵的加工技术及应用 被引量:4
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作者 陆峰 谢里阳 《流体机械》 CSCD 北大核心 2005年第6期29-34,共6页
微型泵是微流体系统中的重要执行元件,标志着微流体系统的发展水平。详细介绍了微型泵的种类、加工技术、应用前景以及国内在该领域的研究状况。
关键词 微流体系统 微型泵 驱动 流量 drie技术
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惯性约束聚变靶中硅支撑冷却臂的制备 被引量:1
12
作者 张继成 罗跃川 +5 位作者 马志波 杨苗 周民杰 李佳 吴卫东 唐永建 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3251-3254,共4页
论述了基于反应离子深刻蚀技术加工惯性约束聚变(ICF)靶的硅支撑冷却臂。利用扫描电子显微镜、白光干涉仪和视觉显微系统等对所制备的硅支撑冷却臂的形貌、侧壁陡直度和卡爪径向形变量等参数进行了表征分析。分析结果表明,硅支撑冷却臂... 论述了基于反应离子深刻蚀技术加工惯性约束聚变(ICF)靶的硅支撑冷却臂。利用扫描电子显微镜、白光干涉仪和视觉显微系统等对所制备的硅支撑冷却臂的形貌、侧壁陡直度和卡爪径向形变量等参数进行了表征分析。分析结果表明,硅支撑冷却臂的侧壁陡直度大于88°,卡爪径向形变量大于20μm,符合靶的设计要求。 展开更多
关键词 惯性约束聚变靶 硅支撑冷却臂 反应离子深刻蚀
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一种静电驱动电容检测的微机械陀螺及其工艺改进
13
作者 郑旭东 胡世昌 +2 位作者 张霞 金仲和 王跃林 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第18期2160-2163,2177,共5页
介绍了一种新型的体硅微机械工艺制造的框架式陀螺及其工艺改进。框架式设计使得陀螺的驱动模态和检测模态解耦;静电力驱动外框使得陀螺进入初始谐振模态;通过内部质量块和固定电极组成的差分敏感电容对的电容极板交叠面积的变化来检测... 介绍了一种新型的体硅微机械工艺制造的框架式陀螺及其工艺改进。框架式设计使得陀螺的驱动模态和检测模态解耦;静电力驱动外框使得陀螺进入初始谐振模态;通过内部质量块和固定电极组成的差分敏感电容对的电容极板交叠面积的变化来检测输入的角速度信号;变面积的检测方法消除了变间距检测电容变化的非线性。陀螺的驱动模态和检测运动模态都在平面内运动,因此工作阻尼以滑模阻尼为主,从而使得器件在常压下也具有较高的品质因子。深反应离子刻蚀获得了大的可动质量块,也使得弹性梁在Y方向和Z方向上有较大的弹性系数,从而降低交叉耦合并获得了较高的吸合电压。改进后的工艺过程降低了深反应离子刻蚀过程中的根部效应对器件的损伤,并同时使得质量块质量增加了50%。对原型器件的驱动和检测特性以及功能结果进行了测试,并给出了测试结果。 展开更多
关键词 微机械陀螺 体硅微机械加工 电容敏感 深反应离子刻蚀 根部效应
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一种高灵敏度硅微机械陀螺的设计与制造
14
作者 陈雪萌 宋朝晖 +4 位作者 李欣昕 王跃林 张鲲 焦继伟 杨恒 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第12期82-85,共4页
设计与制造了一种高灵敏度的硅微机械陀螺。陀螺用静电来驱动,用连接成惠斯顿电桥的压阻式力敏电阻应变计来检测。主梁、微梁 质量块结构实现了高灵敏度。比较硬的主梁提供了一定的机械强度,并且提供了高共振频率。微梁很细,检测时微梁... 设计与制造了一种高灵敏度的硅微机械陀螺。陀螺用静电来驱动,用连接成惠斯顿电桥的压阻式力敏电阻应变计来检测。主梁、微梁 质量块结构实现了高灵敏度。比较硬的主梁提供了一定的机械强度,并且提供了高共振频率。微梁很细,检测时微梁沿轴向直拉直压。力敏电阻应变计就扩散在微梁上,质量块很小的挠动就能在微梁上产生很大的应力,输出很大的信号。5V条件下,陀螺检测部分的理论灵敏度达到27.45mV/gn。压阻式四端器件用来监测驱动振幅,可以反馈补偿压阻的温度系数。检测模态的Q值达260使陀螺能在大气下工作。陀螺利用普通的n型硅片制造,为了刻蚀高深宽比的结构,使用了深反应离子刻蚀(DRIE)工艺。 展开更多
关键词 陀螺 压阻 深反应离子刻蚀
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大高宽比纳米硅立柱的感应耦合等离子体刻蚀工艺优化 被引量:4
15
作者 李欣 刘建朋 +5 位作者 陈烁 张思超 邓彪 肖体乔 孙艳 陈宜方 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期73-77,共5页
针对氢基硅倍半氧烷(hydrogen silsesquioxane,HSQ)作为深反应离子刻蚀(DRIE)掩膜形成大高宽比纳米硅立柱的工艺进行了系统研究。优化了刻蚀工艺中线圈功率、极板功率和气体流量参数,减小了横向刻蚀,使形貌垂直性得到了更好的控制,并实... 针对氢基硅倍半氧烷(hydrogen silsesquioxane,HSQ)作为深反应离子刻蚀(DRIE)掩膜形成大高宽比纳米硅立柱的工艺进行了系统研究。优化了刻蚀工艺中线圈功率、极板功率和气体流量参数,减小了横向刻蚀,使形貌垂直性得到了更好的控制,并实现了13.3μm高度和低侧壁粗糙度的垂直硅纳米柱阵列,其高宽比(高度/半高宽)达到了36。利用不同的刻蚀工艺条件得到了不同侧壁形貌以及不同尺寸、高度的硅纳米柱结构。 展开更多
关键词 HSQ 深反应离子刻蚀 硅纳米柱 高宽比 硬X射线
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深槽刻蚀侧壁平坦化技术 被引量:2
16
作者 於广军 杨彦涛 +3 位作者 闻永祥 李志栓 方佼 马志坚 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期390-393,共4页
介绍了一种博世(Bosch)工艺深槽刻蚀后的侧壁平坦化技术。优化深槽刻蚀工艺参数使侧壁扇贝褶皱的尺寸降低至约52 nm,然后在1 100℃炉管中热氧化生长100 nm牺牲氧化层,再用HF酸漂洗工艺去除牺牲氧化层得到完全光滑的侧壁形貌。研究表明,... 介绍了一种博世(Bosch)工艺深槽刻蚀后的侧壁平坦化技术。优化深槽刻蚀工艺参数使侧壁扇贝褶皱的尺寸降低至约52 nm,然后在1 100℃炉管中热氧化生长100 nm牺牲氧化层,再用HF酸漂洗工艺去除牺牲氧化层得到完全光滑的侧壁形貌。研究表明,扇贝褶皱的底部沿<100>晶向氧化,而顶部沿<110>晶向氧化的矢量叠加方向。当热氧生长厚度较薄时,氧化行为倾向于线性氧化,由于线性氧化的速率常数强烈依赖晶向取向,因此氧化一定时间后,顶部的氧化深度与底部的氧化深度达到一致。基于上述氧化机制,Si/Si O2界面变得平滑陡直。 展开更多
关键词 深槽刻蚀(drie) 扇贝褶皱 博世工艺 线性氧化 光滑侧壁
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反应离子深刻蚀中加强热传递和抑制Notching效应的方法 被引量:2
17
作者 丁海涛 杨振川 闫桂珍 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1201-1204,共4页
提出了一种在反应离子深刻蚀中既可以加强热传递又可以抑制notching效应的方法,尤其适用于含有细长梁结构的刻蚀.通过在硅结构的下表面溅射一薄层金属,以加强刻蚀过程中产生的热量的消散,降低了硅结构的温度.用有限元仿真和实验分别验... 提出了一种在反应离子深刻蚀中既可以加强热传递又可以抑制notching效应的方法,尤其适用于含有细长梁结构的刻蚀.通过在硅结构的下表面溅射一薄层金属,以加强刻蚀过程中产生的热量的消散,降低了硅结构的温度.用有限元仿真和实验分别验证了该方法的有效性.同时,金属层也抑制了刻蚀离子所带电荷在绝缘介质层上的积累,防止了自建电场的产生,抑制了notching效应.该方法通过扫描电子显微镜的测量也得到了实验验证.加工了一个SOI梳齿驱动器,检验了本方法的有效性和适应性. 展开更多
关键词 反应离子深刻蚀 热传递 notching效应
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MEMS悬浮结构深反应离子刻蚀保护方法对比研究 被引量:3
18
作者 何凯旋 黄斌 +2 位作者 段宝明 宋东方 郭群英 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期202-207,共6页
分别对基于硅玻键合与硅硅键合的MEMS加工工艺中悬浮结构深反应离子刻蚀保护方法进行对比研究,获得最佳结构刻蚀保护方法。基于硅玻键合工艺的最佳刻蚀保护方法:在结构层背面溅射金属作为保护层;基于硅硅键合工艺的最佳刻蚀保护方法:将... 分别对基于硅玻键合与硅硅键合的MEMS加工工艺中悬浮结构深反应离子刻蚀保护方法进行对比研究,获得最佳结构刻蚀保护方法。基于硅玻键合工艺的最佳刻蚀保护方法:在结构层背面溅射金属作为保护层;基于硅硅键合工艺的最佳刻蚀保护方法:将结构刻通区域衬底硅暴露及结构层背面制作图形化的Si O2保护层相结合的方式保护。结构保护后,经长时间过刻蚀,结构依然完整无损。 展开更多
关键词 MEMS 硅玻键合 硅硅键合 深反应离子刻蚀 保护方法
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反应离子深刻蚀硅的研究
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作者 姜建东 孙承龙 +1 位作者 王渭源 王德宁 《传感技术学报》 CAS CSCD 1995年第3期13-17,共5页
利用SF6/C2ClF5,SF6/CCl2F2,SF6/CCL2F2/O2等氟氯族混合气体,在普通的平板型反应离子刻蚀系统上,进行了反应离子深刻蚀硅的研究。在Cr膜的掩护下,SF6/C2ClF5刻蚀硅的速度,但刻蚀的... 利用SF6/C2ClF5,SF6/CCl2F2,SF6/CCL2F2/O2等氟氯族混合气体,在普通的平板型反应离子刻蚀系统上,进行了反应离子深刻蚀硅的研究。在Cr膜的掩护下,SF6/C2ClF5刻蚀硅的速度,但刻蚀的方向性差;SF6/CC12F2和SF6/CCl2F2/O2都可获得各向异性的刻蚀工艺,刻蚀速率在200-500nm/min之间。 展开更多
关键词 反应离子刻蚀 刻蚀
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